电压跟随器及电压跟随电路

电子常识

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描述

  在电路中,电压跟随器一般做缓冲级(buffer)及隔离级。因为,电压放大器的输入阻抗一般比较高,通常在几千欧到几十千欧,如果后级的输入阻抗比较小,那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。在这个时候,就需要电压跟随器进行缓冲。起到承上启下的作用。电压跟随器还可以提高输入阻抗,可以大幅度减小输入电容的大小,为应用高品质的电容提供保证。

  电压跟随器的另外一个作用就是隔离,在HI-FI电路中,关于负反馈的争议已经很久了,其实,如果真的没有负反馈的作用,绝大多数的放大电路是不能很好地工作的。但是引入了大环路负反馈电路,扬声器的反电动势就会通过反馈电路与输入信号叠加,造成音质模糊、清晰度下降。

  所以,有一部分功放的末级采用了无大环路负反馈的电路,试图通过断开负反馈回路来消除大环路负反馈的带来的弊端。但是,由于放大器的末级的工作电流变化很大,其失真度很难保证。这种情况下电压跟随器可以很好地工作,把电路置于前级和功放之间,可以切断扬声器的反电动势对前级的干扰作用,使音质的清晰度得到大幅度提高。

  电压跟随器是共集电极电路,信号由基极输入,由射极输出,因此又可将其称为射极输出器。电压跟随器的电压增益近似为一,具有高输入电阻、低输出电阻的特点,在电路中可起到隔离前后两级电路的作用。其电路图如下图所示:

  电压跟随器

  电压跟随的作用编辑电压跟随器起缓冲、隔离、提高带载能力的作用。

  共集电路的输入高阻抗,输出低阻抗的特性,使得它在电路中可以起到阻抗匹配的作用,能够使得后一级的放大电路更好的工作。举一个应用的典型例子:电吉他的信号输出属于高阻,接入录音设备或者音箱时,在音色处理电路之前加入电压跟随器,会使得阻抗匹配,音色更加完美。很多电吉他效果器的输入部分设计都用到了这个电路。电压隔离器输出电压近似输入电压幅度,并对前级电路呈高阻状态,对后级电路呈低阻状态,因而对前后级电路起到“隔离”作用。

  电压跟随器常用作中间级,以“隔离”前后级之间的影响,此时称之为缓冲级。基本原理还是利用它的输入阻抗高和输出阻抗低之特点。

  电压跟随器的输入阻抗高、输出阻抗低特点,可以极端一点去理解,当输入阻抗很高时,就相当于对前级电路开路;当输出阻抗很低时,对后级电路就相当于一个恒压源,即输出电压不受后级电路阻抗影响。一个对前级电路相当于开路,输出电压又不受后级阻抗影响的电路当然具备隔离作用,使前、后级电路之间互不影响。

  电压跟随电路

  图a所示电压跟随器是同相放大电路的特殊情况,信号由运放同相端输入,反馈电阻为0,负反馈强,工作稳定,输入阻抗大,输出阻抗小,具有阻抗变换作用。但当输入信号电压越来越接近运放的正电源电压时,可能发生死锁现象,使得信号无法输出。

  图b所示电压跟随器是图a的改进版,可有效预防死锁现象。在该电路中,存在等式Vi+Vis=Vo,其中Vis为运放的纯输入电压;Vo=-Avis,其中A为运放开环电压放大倍数。

  电压跟随器

  电压跟随器电路二- -宽带电压跟随器电路

  电压跟随器

  电压跟随器电路三

  电压跟随器

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